mfhf——非簧载质量;
——非簧载质量质心高;前215.37mm,后256.94mm
m——整车质量;
hz——整车质心高;
由公式(11)可以求得簧载质量半载状态下的质心高度整车侧倾力矩主要由下列三部分组成: 1、簧载质量离心力引起的侧倾力矩MΦrI:
M?r??aymshchs=817.47mm。
………………………………………………………………
(17)
式中:
aymshc——侧向加速度,——簧载质量,
ay取4m/s2;
——簧载质量质心至侧倾轴线距离,半载状态下
hc=601.46mm,如图8
作图所示。
由上式计算得到MΦrI; MΦrI= 3.25×106N·mm
2、簧载质量重力引起的侧倾力矩MΦrII:
M?r???Gshc?r ………………………………………………………
(18)
式中:
?r——车厢的侧倾角,
Gshc——簧载质量的重力; =601.46mm。
3、非簧载质量的离心力引起的侧倾力矩MΦrIII:
M?r?????Fuy?h0?r?……………………………………………………………
(19)
式中:
Fuyh0——非簧载质量所受的离心力;
——等效非簧载质量侧倾中心高;
r——车轮滚动半径,取292mm; 下面分别对前后悬架分别计算: 对于前悬架算得到后悬架
h0h0为215.37mm,其结果可以在数模中几何作图求得。同理可计
为256.94mm。
图9 质心距侧倾轴线距离
总的非簧载质量引起的侧倾力矩为3.89×10N·mm。
图10 前悬架等效非簧载质量侧倾中心高 图11 后悬架等效非簧载质量侧倾中心高
4
汽车作稳态圆周运动时,其侧倾力矩为
M?r?M?r??M?r???M?r???……………………………………………………(20)
当侧向加速度为4m/s2车厢侧倾角为Φr,它可以由下式(21)计算出:
?r?M?r??M?r???C??Gshc …………………………………………………………(21)
计算得到的CA07在4 m/s2侧向加速度下车厢侧倾角为1.84°,满足要求。 6.5 整车的纵倾计算 6.5.1 纵倾角的计算
纵倾示意图如下图12:
图12 整车纵倾示意图
在制动强度z=0.5时,当车辆发生纵倾时,前后悬架的受力的变化量相当于轴荷转移量△G
?G?mzghgL ……………………………………………………………(22)
式中:
z——制动强度, z=0.5; m——满载簧载质量,m =1664kg; hg——簧上质心高,hg =743mm(满载); L——轴距,L =2850mm;
g——重力加速度,取g=9.81m/s2; 所以:△G=2148.3N
S??G2C(C为单边悬架刚度)可得出:
前后悬架单边变形由公式前悬架S1=37.2mm 后悬架S2=13.9mm
整车纵倾角为
??S1?S2L=1.03°
7 减振器参数的确定 7.1 减振器阻尼系数的确定
汽车的悬架中安装减振装置的作用是衰减车身的振动保证整车的行驶平顺性和操纵稳定性。下面仅考虑由减振器引起的振动衰减,不考虑其他方面的影响,以方便对减振器参数的计算。
汽车车身和车轮振动时,减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦和液体的粘性摩擦形成了振动阻尼,将振动能量转变为热能,并散发到周围的空气中去,达到迅速衰减振动的目的。汽车的悬架有了阻尼以后,簧载质量的振动是周期衰减振动,用相对阻尼比
?来评定振动衰减。
减振器的性能常用阻力—位移特性和阻力—速度特性来表示。阻力—位移特性是表示减振器在压缩和伸张行程中的阻力变化特性。阻力—速度特性用来反应振动速度变化时减振器阻力的变化规律。阻力—位移特性如图13a所示可以直接量出伸张或压缩时的最大减振器阻力值以及减振器一个全行程所做的功(有封闭线以内的面积测出),亦称为减振器的示功图。减振器中的阻力F和速度v之间的关系可以用下式表示:
F??vi………………………………………………………………………
(23)
式中:
δ——为减振器阻尼系数;
i——是常数,常用减振器的i值在卸荷阀打开前等于1。
F与v成线性关系,称为线性阻尼特性。阻力—速度特性如图13b所示可视为四根近似直线的线段组成。在卸荷阀打开前那段线段的斜率就是阻尼系数。压
缩时的阻尼系数常小于伸张时的阻尼系数。
图13 减振器特性图
根据汽车理论的介绍,带线性阻尼减振器的质量悬架系统作自由衰减振动时,评定振动衰减快慢程度的是一个称为相对阻尼比
?的数值。相对阻尼比的
物理意义是指出减振器的阻尼作用在与不同刚度和不同质量的悬架系统匹配时,会产生不同的阻尼效果。相对阻尼比
?的表达式为:
?ψ=2Cm ……………………………………………………………… (24)
式中:
C、m、δ分别为悬架系统的刚度、簧载质量和阻力系数。
当减振器安装在悬架中与垂直线成一夹角时,此时的相对阻尼可以用下式表
4?mn?i2??2cos? …………………………………………………………达:
(25)
式中:
n——表示悬架系统的偏频; m——表示悬架系统的簧载质量; i ——为常数,为减振器的杠杆比;
?——为减振器的空间安装角,测取数模数值得前减振器为7.1°,后减振
器为12.28°;
?——为减振器阻尼系数。
根据公式(24)可计算样车在半载状态前、后悬架的阻尼。由于前、 后悬架减振器的杠杆比i=1,标杆车参数ψ前 =0.3;ψ后=0.3 。 将数值代入公式(25)可得悬架的单边平均阻尼系数为 δ前=1794.75 N/(m/s) δ后=2974.75 N/(m/s)
通常情况下,将压缩行程时的相对阻尼比取得小些,伸张行程时的相对阻尼比取得大些,一般把减振器拉伸和压缩阻力按照8:2~6:4的比例分配,这样,既可以保证整车的平顺性又不降低操纵稳定性。
参考标杆车数据,确定CA07设计车前后悬架压缩过程与拉伸过程相对阻尼比的比值分别为:0.45和0.50。
根据设定的压缩拉伸阻尼系数比,进一步得出对于前减振器压缩与拉伸的阻
力系数分别为:807.64N/(m/s)和987.12N/(m/s)。后减振器压缩与拉伸的阻力系数分别为:1397.39N/(m/s)和1397.39N/(m/s)。
8 参数列表
表6 007参数汇总表
项目名称 轴距(mm) 空载质量(kg) 满载质量(kg) 空载 前轴荷 半载 (kg) 满载 空载 后轴荷 半载 (kg) 满载 1195 1181 80 120 1386 1408 695 750 1.38 1.27 906 878 669 644 681 620 628 693 007 2650 1194 1864 520 标杆车 2700 1180 1850 556 前悬架非簧载质量(kg) 80 后悬架非簧载质量(kg) 120 前轮距(mm) 后轮距(mm) 质心高 (mm) 空载前偏频(Hz) 半载前偏频(Hz) 空载 满载 1415 1430 695 750 1.32 1.22
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